RU145562U1 - Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения - Google Patents
Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения Download PDFInfo
- Publication number
- RU145562U1 RU145562U1 RU2014114325/07U RU2014114325U RU145562U1 RU 145562 U1 RU145562 U1 RU 145562U1 RU 2014114325/07 U RU2014114325/07 U RU 2014114325/07U RU 2014114325 U RU2014114325 U RU 2014114325U RU 145562 U1 RU145562 U1 RU 145562U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- voltage
- input
- adjustable
- asynchronous motor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения, содержащее прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения, преобразователь напряжение-частота, вход которого связан с выходом прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения, инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, модулятор с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению, управляющий вход которого связан с выходом прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения, а выход - с управляющим входом инвертора, и источник переменного тока, соединенного с обмоткой возбуждения двухфазного асинхронного двигателя, отличающееся тем, что выпрямитель соединен своим входом с выходом преобразователя напряжение-частота, а выходом - со вторым входом модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению, первый вход которого соединен с выходом фазосдвигающего звена, вход которого подключен к источнику переменного тока.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к колебательным электроприводам переменного тока, с прерывистым законом движения и может быть использована при создании приводов механизмов с регулируемым прерывистым перемещением, например, приводов лентопротяжных и регистрирующих устройств, оптико-механических систем со сканированием, а также в системах испытания и контроля.
Известно устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения [RU 88874 U1, МПК H02P 7/00 (2006.01), опубл. 20.11.2009], содержащее преобразователь напряжение-частота, инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, частотный демодулятор, прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения и сумматор, выход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота. Выход прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом частотного демодулятора, вход которого снабжен зажимами для подключения к источнику переменного тока. Второй преобразователь напряжение-частота соединен своим входом с выходом прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения, а выходом - с входом компаратора, выход которого соединен со вторым входом модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению, первый вход которого соединен с выходом первого преобразователя напряжение-частота. Управляющий вход модулятора связан с выходом прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения, а выход - с управляющим входом инвертора.
Это техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Однако, не смотря на то, что в данном устройстве формируется шаговый режим работы исполнительного двигателя со стабилизацией амплитуды координаты подвижного элемента двигателя при регулировании частоты шага, в нем, при запуске исполнительного двигателя на заданную частоту шага в первый полупериод движения ротора в кривых электромагнитного момента и скорости наблюдаются высокочастотные пульсации частоты сети, что вызывает дополнительные динамические потери в электромеханической системе и как следствие снижение ее энергетических показателей (фиг. 1).
Задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства для управления двухфазным асинхронным двигателем, работающим в режиме прерывистого движения за счет улучшения его динамических и энергетических показателей путем устранения при запуске высокочастотных пульсаций частоты сети в кривых электромагнитного момента и скорости и обеспечения стабилизации амплитуды координаты подвижного элемента двигателя во время регулирования частоты шага.
Указанная задача решена за счет того, что устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения, также, как в прототипе, содержит прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения, преобразователь напряжение-частота, вход которого связан с выходом прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения, инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, модулятор с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению, управляющий вход которого связан с выходом прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения, а выход - с управляющим входом инвертора и источник переменного тока, соединенного с обмоткой возбуждения двухфазного асинхронного двигателя.
В отличие от прототипа выпрямитель соединен своим входом с выходом преобразователя напряжение-частота, а выходом - со вторым входом модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению, первый вход которого соединен с выходом фазосдвигающего звена, вход которого подключен к источнику переменного тока.
Таким образом, введение выпрямителя и фазосдвигающего звена позволяет создать режим прерывистого движения, расширить эксплуатационные возможности устройства, обеспечив отсутствие при запуске двухфазного асинхронного двигателя пульсаций частоты питающей сети в электромагнитном моменте и скорости.
На фиг. 1 представлены временные диаграммы изменения электромагнитного момента M(t), скорости ξ(t) и координаты χ(t) подвижного элемента асинхронного двигателя при запуске на частоту Ω для устройства-прототипа.
На фиг. 2 представлена блок-схема заявляемого устройства.
На фиг. 3 представлены временные диаграммы изменения электромагнитного момента M(t), скорости ξ(t) и координаты χ(t) подвижного элемента асинхронного двигателя при запуске на частоту Ω для заявляемого устройства.
Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения (Фиг. 2) содержит асинхронный двигатель 1 с обмотками возбуждения 2 и управления 3, прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения 4 (ИБП), преобразователь напряжение-частота 5 (ПНЧ), выпрямитель 6 (В), фазосдвигающее звено 7 (ФСЗ), модулятор с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению 8 (МД), инвертор напряжения 9 (ИН) и источник переменного тока 10 (ИПТ).
Обмотка управления 3 асинхронного двигателя 1 снабжена клеммами и подключена к выходу инвертора напряжения 9 (ИН), а обмотка возбуждения 2 - к выходу источника переменного тока 10 (ИПТ). Вход инвертора напряжения 9 (ИМ) соединен с выходом модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению 8 (МД). Первый вход модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению 8 (МД) подключен к выходу фазосдвигающего звена 7 (ФСЗ), вход которого подключен к источнику переменного тока 10 (ИПТ). Второй вход модулятора с регулируемым коэффициентом передачи но напряжению 8 (МД) подключен к выходу выпрямителя 6 (В), подключенного своим входом к выходу преобразователя напряжение-частота 5 (ПНЧ). Вход управления модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению 8 (МД) и вход преобразователя напряжение-частота 5 (ПНЧ) соединены с выходом прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения 4 (ПБП).
При технической реализации макетного образца заявляемого устройства преобразователь напряжение-частота 5 (ПНЧ) был выполнен на микросхеме КР 1108ПП1. Фазосдвигающее звено 7 (ФСЗ) было выполнено по схеме фильтра второго порядка на микросхеме К140УД17. Выпрямитель 6 (В) выполнен по однополупериодной схеме на полупроводниковом диоде. Прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения 4 (ИБП) реализован на основе стабилизатора компенсационного типа, обладающего малым коэффициентом пульсаций и высокой температурной стабильностью. Модулятор с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению 8 (МД) был выполнен на дифференциальном усилителе с токопитающим каскадом на базе микросхемы К1УТ981. В качестве инвертора напряжения 9 (ИН) использовался мостовой инвертор с транзисторными ключами. Роль источник переменного тока 10 (ИПТ) выполняла промышленная сеть.
Устройство работает следующим образом. Обмотка возбуждения 2 двухфазного асинхронного двигателя 1 подключается к источнику переменного тока 10 (ИПТ)
U10=Umcos(ω·t),
где Um - амплитуда источника переменного тока;
ω - круговая частота источника переменного тока;
t - текущее значение времени.
Обмотка управления 3 через инвертор напряжения 9 (ИН) запитывается от модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению 8 (МД).
С прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения 4 (ИБП) постоянное напряжение, пропорциональное частоте шага
U4=k4·fш,
где k4 - коэффициент пропорциональности;
fш - частота шага,
поступает на вход преобразователя напряжение-частота 5 (ПНЧ), с выхода которого снимается напряжение
U5=k5·U4·sin(2·π·fш)
где k5 - коэффициент передачи преобразователя напряжение-частота.
Выпрямитель 5 (В) преобразует входное напряжение U5 в однополярное пульсирующее напряжение, знак которого определяется его опорным напряжением
,
где k6 - коэффициент передачи выпрямителя;
Ω=2·π·fш - круговая частота шага.
С выхода выпрямителя 5 (В) сформированное напряжение поступает на второй вход модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению 8 (МД).
Напряжение с выхода источника переменного тока 10 (ИПТ) поступает на вход фазосдвигающего звена 7 (ФСЗ), где оно сдвигается по фазе ср относительно входного напряжения на 90 градусов
U7=k7·Um·sin(ω·t)
где k7 - коэффициент передачи фазосдвигающего звена.
Полученные напряжения с выхода фазосдвигающего звена 7 (ФСЗ) подается на первый вход модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению 8 (МД). В результате на выходе модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению 8 (МД) формируется напряжение
,
где k8 - коэффициент передачи модулятора,
которое усиливается по мощности инвертором напряжения 9 (ИН).
В результате в воздушном зазоре двухфазного асинхронного двигателя 1 формируется шаговое электромагнитное поле
,
где Uу - напряжение управления,
Uу=k5·k6·k7·k8·k9·U4;
/и; - коэффициент передачи инвертора напряжения,
и ротор двигателя начинает совершать шаговые движения с частотой fш без высокочастотных пульсаций частоты сети в кривых электромагнитного момента и скорости (фиг. 3).
Стабилизация амплитуды шага при регулировании его частоты осуществляется также, как в прототипе.
Точность задания и поддержания частоты шага определяется стабильностью прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения 4 (ПБП), а направление движения подвижного элемента двухфазного асинхронного двигателя - полярностью выходного напряжения выпрямителя 6 (В). Регулирование амплитуды шага осуществляется за счет изменения коэффициента передачи k9 инвертора напряжения 9 (ИН).
Так как в законе движения электромагнитного поля отсутствуют высокочастотные пульсации суммарной частоты сети, то при запуске двухфазного асинхронного двигателя в режим прерывистого движения, во время переходных процессов в электромагнитном моменте и скорости они также отсутствуют, что улучшает динамические и энергетические характеристики системы.
Кроме того, модулирование напряжения, снимаемого с фазосдвигающего звена 7 (ФСЗ) напряжением частоты Ω производится не прямоугольным напряжением, как это имеет место в прототипе, а однополупериодным гармоническим напряжением, что повышает координатную точность всей системы в целом.
Claims (1)
- Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения, содержащее прецизионный регулируемый блок питания постоянного напряжения, преобразователь напряжение-частота, вход которого связан с выходом прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения, инвертор, выход которого соединен с обмоткой управления двухфазного асинхронного двигателя, модулятор с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению, управляющий вход которого связан с выходом прецизионного регулируемого блока питания постоянного напряжения, а выход - с управляющим входом инвертора, и источник переменного тока, соединенного с обмоткой возбуждения двухфазного асинхронного двигателя, отличающееся тем, что выпрямитель соединен своим входом с выходом преобразователя напряжение-частота, а выходом - со вторым входом модулятора с регулируемым коэффициентом передачи по напряжению, первый вход которого соединен с выходом фазосдвигающего звена, вход которого подключен к источнику переменного тока.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114325/07U RU145562U1 (ru) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114325/07U RU145562U1 (ru) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU145562U1 true RU145562U1 (ru) | 2014-09-20 |
Family
ID=51582833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014114325/07U RU145562U1 (ru) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU145562U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629946C1 (ru) * | 2016-03-11 | 2017-09-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Вентильный электропривод колебательного движения |
| RU178744U1 (ru) * | 2017-04-20 | 2018-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина" | Дорн для электромеханической закалки цилиндрических отверстий деталей |
-
2014
- 2014-04-10 RU RU2014114325/07U patent/RU145562U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629946C1 (ru) * | 2016-03-11 | 2017-09-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Вентильный электропривод колебательного движения |
| RU178744U1 (ru) * | 2017-04-20 | 2018-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина" | Дорн для электромеханической закалки цилиндрических отверстий деталей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107005194B (zh) | 多绕组电动机驱动控制装置 | |
| US9716454B2 (en) | Driving circuit and driving method for permanent magnet synchronous motor | |
| CN110120755B (zh) | 逆变器控制设备 | |
| RU2016103761A (ru) | Контроллер двигателя | |
| Kwak et al. | Direct active and reactive power control of three-phase inverter for AC motor drives with small DC-link capacitors fed by single-phase diode rectifier | |
| Kumar et al. | Comparison of PWM techniques and inverter performance | |
| Enemuoh et al. | Modelling, simulation and performance analysis of a variable frequency drive in speed control of induction motor | |
| RU145562U1 (ru) | Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения | |
| RU133990U1 (ru) | Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения | |
| RU2587545C1 (ru) | Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения | |
| Manjula et al. | Current harmonics reduction using Hysteresis Current Controller (HCC) for a wind driven self-excited induction generator drives | |
| RU2477562C1 (ru) | Устройство для управления двигателем двойного питания | |
| RU2462810C1 (ru) | Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения | |
| RU121407U1 (ru) | Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме пульсирующего движения | |
| Kashif et al. | Continuous control set model predictive controller for PMSM driven solar PV water pumping system | |
| RU131254U1 (ru) | Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения | |
| Gorbunov et al. | Symmetrical discrete frequency control for AC-chopper with mutual switching function | |
| RU2592080C1 (ru) | Электропривод колебательно-вращательного движения | |
| Kaenthong et al. | Asymmetrical two-phase induction motor speed controlled with 3-leg voltage source inverter | |
| RU2457612C1 (ru) | Устройство для регулирования и стабилизации напряжения автономного многофункционального асинхронного генератора | |
| RU2629946C1 (ru) | Вентильный электропривод колебательного движения | |
| JP2005176566A (ja) | 単相誘導電動機の制御装置 | |
| Memon et al. | Laboratory studies of speed control of DC shunt motor and the analysis of parameters estimation | |
| RU144840U1 (ru) | Устройство для управления двухфазным асинхронным двигателем в режиме прерывистого движения | |
| RU2532528C1 (ru) | Устройство управления электромагнитным моментом двухфазного двигателя переменного тока |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150411 |